JPH04365580A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに係り
、特に水平多関節型ロボットの機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット（以下、ロボットという
）には種々の形態のものがあるが、その内、水平動作機
構上に昇降及び回転動作軸を持つものがある。その一例
として、図３に水平多関節型ロボット（以下スカラ型ロ
ボットという）を示し、これについて説明する。

【０００３】図３においてスカラ型ロボット１は第１軸
旋回ア―ム２の端に第２軸旋回ア―ム３が接続され、そ
の第２軸旋回ア―ム３上にツ―ルシャフト４が設けられ
ている。このツ―ルシャフト４を通して昇降動作及び回
転動作がエンドエフェクタ５に伝達される。このツ―ル
シャフト４の駆動機構を図４に示す。

【０００４】図４において、ツ―ルシャフト（スプライ
ンシャフト）４はナット（スプラインナット）６内をス
ライドし、又同ナット６によって回転を規制されている
。ツ―ルシャフト４の上端は連結ブラケット７を介して
ボルトナット８に接続されており、ボ―ルナット８は、
ネジ９を昇降軸モ―タ１０によって回転することにより
、ネジ９上を上下に動作する。一方、ナット６にはプ―
リ―１１が接続されており、これを駆動プ―リ―１２が
接続された減速機１３及びタイミングベルト１４を介し
てモ―タ１５で駆動することにより、ナット６，ツ―ル
シャフト４さらにエンドエフェクタ５が回転する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
スカラ型ロボットにおいて、狭い場所での作業を行わせ
るような場合図３に示すように、第２軸旋回ア―ム３と
周辺機器との干渉を避けるためエンドエフェクタ５をツ
―ルシャフト４中心よりオフセットして取り付ける場合
がある。このような場合、昇降動作及び回転動作が同一
のシャフトであるツ―ルシャフト４を介してエンドエフ
ェクタ５に伝達されるため以下の問題点があった。

【０００６】ツ―ルシャフト４を回転させると、エンド
エフェクタ５の水平面内での位置が変化する。従って回
転軸であるツ―ルシャフト４の繰り返し精度がエンドエ
フェクタ５の位置決め繰り返し精度に大きく影響する。

【０００７】ツ―ルシャフト４を回転繰り返し精度θを
±　０．０５　度とした場合には、ツ―ルシャフト４の
中心からエンドエフェクタ５中心までのオフセット寸法
ｌを２００ｍｍとすると、ツ―ルシャフト４回転による
エンドエフェクタ５の位置決め繰り返し精度αは以下の
ように算出することができる。 α＝　２００×θ／１８０　π＝±　０．１７４ｍｍ

【
０００８】通常、オフセット＝０ｍｍの時のスカラ型ロ
ボットの位置決め繰り返し精度は、±　０．０２　〜±
　０．０５ｍｍ　であるから、算出したαの値はかなり
大きな値であり、作業に必要な精度が得られなくなると
いう問題点があった。

【０００９】また、ある作業位置でエンドエフェクタ５
の姿勢を変えようとした場合、ツ―ルシャフト４を回転
させるとエンドエフェクタ５が動いてしまうため、第１
旋回ア―ム２，または第２旋回ア―ム３を動かしてエン
ドエフェクタ５の位置を作業位置へ戻す必要がある。従
って教示作業に時間がかかるという問題点があった。

【００１０】さらに、ツ―ルシャフト４回転回りの慣性
モ―メントが大きくなり、同回転動作速度及び加速度が
低くなり位置決め時の動作特性が悪化するという問題点
があった。

【００１１】水平動作機構である旋回ア―ムの他端のツ
―ルシャフト４からオフセットして取付けられたエンド
エフェクタの位置決め繰り返し精度の高い産業用ロボッ
トを提供することを目的とする。 ［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、水平
動作機構である旋回ア―ムの昇降及び回転自由度を有す
るロボットにおいて、昇降動作伝達機構とは独立した回
転動作伝達機構を持たせることによって、エンドエフェ
クタがエンドエフェクタの取り付け位置に依らず、エン
ドエフェクタをその中心軸回りに回転させることを可能
にするものである。これによってエンドエフェクタの回
転軸の位置決め繰り返し精度への影響を排除し、又回転
軸回りの負荷慣性モ―メントを最小にすることが可能と
なった。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の産業用ロボットの実施例を図
面を参照して説明する。なお図３，図４と重複する部分
の説明は省く。図１に本発明による実施例であるスカラ
型ロボットの外観図，図２にこのスカラ型ロボットの上
下及び回転機構図を示す。

【００１４】図１において、ツ―ルシャフト１６は図３
のツ―ルシャフト４と異り昇降動作のみを行う。シャフ
ト１７は第２軸旋回ア―ム３内でツ―ルシャフト１６と
連結されており昇降動作を行うと同時に回転動作も行う
。この回転運動はシャフト１７の先端に取り付けた駆動
プ―リ―１８，タイミングベルト１９，プ―リ―２０を
介してエンドエフェクタ２１に伝達される。従って、オ
フセット量ｌと合わせてタイミングベルト１９の長さを
変えれば、オフセット量ｌに無関係に常にエンドエフェ
クタ２１をその中心軸回りに回転させることができる。

【００１５】次に図２により駆動系について説明する。 ナット６は固定されており、従ってツ―ルシャフト１６
は回転せず、ナット６内をスライドするだけである。シ
ャフト２２は回転を伝えるために追加したものである。 このシャフト２２は上端で連結ブラケット２３によって
ボ―ルナット８及びツ―ルシャフト１６と連結されてい
る。従ってシャフト２２はツ―ルシャフト１６と共に昇
降軸モ―タ１０，ネジ９，ボルトナット８によって昇降
動作する。一方回転軸モ―タ１５の回転は減速機１３を
介して駆動プ―リ―１２に伝えられ、さらにベルト１４
を介してプ―リ―１１に伝えられ、このプ―リ―１１に
固定されたナット６（スプラインナット）しいてはシャ
フト２２に伝えられる。シャフト２２の下端には駆動プ
―リ―１８が取り付けられており、タイミングベルト１
９を介してプ―リ―２０に回転が伝えられエンドエフェ
クタ２１を取り付けるシャフト２４が回転する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平動作機構である旋回ア―ムの先端に昇降及び回転自
由度を持つロボットにおいて、昇降動作伝達機構と独立
に回転伝達機構を持たせることによってエンドエフェク
タの取り付け位置に依らずエンドエフェクタの中心軸回
りの回転を得ることができる。これにより、回転動作に
よってエンドエフェクタの位置が変わることなくロボッ
トを動作されることができ、従って、回転動作による位
置決め繰り返し精度の悪化を無くし、位置決め精度の良
いロボットが得られる。また、水平位置とエンドエフェ
クタ回転姿勢を独立に変えられるため教示作業がやり易
く、教示作業時間を短縮できる。

【００１７】さらに、エンドエフェクタの回転軸回りの
負荷慣性モ―メントを最小にし、良好なロボット動作特
性が得ることのできる産業用ロボットを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の産業用ロボットの外観図
である。

【図２】本発明による実施例の産業用ロボットの昇降及
び回転動作の駆動系を示す構造図である。

【図３】従来の産業用ロボットの外観図である。

【図４】従来の産業用ロボットの昇降及び回転駆動系を
示す構造図である。

【符号の説明】

１…スカラ型ロボット、　　　　　　　　２…第１軸旋
回ア―ム、 ３…第２軸旋回ア―ム、　　　　　　　　４…ツ―ルシ
ャフト、５…エンドエフェクタ、　　　　　　　　６…
ナット、７…連結ブラケット、　　　　　　　　　　８
…ボ―ルナット、９…ネジ、　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１０…昇降軸モ―タ、１１…プ―リ―
、　　　　　　　　　　　　　　１２…駆動プ―リ―、
１３…減速機、　　　　　　　　　　　　　　　　１４
…タイミングベルト、 １５…モ―タ、　　　　　　　　　　　　　　　　１６
…ツ―ルシャフト、 １７…シャフト、　　　　　　　　　　　　　　１８…
駆動プ―リ―、１９…タイミングベルト、　　　　　　
２０…プ―リ―、２１…エンドエフェクタ、　　　　　
　２２…シャフト、２３…連結ブラケット、　　　　　
　　　２４…シャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　他のア―ムまたは支柱の軸受けに水平
   方向に対して旋回自在に一端が支持された旋回ア―ムと
   、この旋回ア―ムの他端に設けられた昇降自在な昇降用
   ツ―ルシャフトと、この昇降用ツ―ルシャフトの軸中心
   に対してオフセットした位置の軸に回転自在に取り付け
   られたエンドエフェクタと、このエンドエフェクタの軸
   を中心にしてエンドエフェクタを回転させるエンドエフ
   ェクタ回転手段を有することを特徴とする産業用ロボッ
   ト。